Электролит для осаждения сплава палладий-никель

 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава палладий - никель. Цель изобретения - повышение стабильности электролита и уменьшение пористости осадков. Электролит для осаждения сплава палладий-никель содержит, г/л : палладий (по металлу) 10-15

никель (по металлу) 10-35

сульфат аммония (или натрия, или калия) 25-50

моноэтаноламин 70-180

трилон Б 1,5-2,0

аланин или глицин (или их смеси) 0,5-2,0

PH 8-9. Повышение стабильности электролита и уменьшение пористости осадков достигаются использованием в качестве комплексообразователей моноэтаноламина, трилона Б и аланина или глицина (или их смесей). 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цццц С 25 Р 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двто скомм свидктельствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4453045/31-02 (22) 16,05.88 (46) 15.08.90. Бнш, N - 30 (71) Рижское производственное объединение ВЭФ им. В.И. Ленина и Ленинградский государственный университет (72) Б.С. Красиков, Р.К. Астахова, А.Б. Беленький, Б.Э. Либерт, Э.P Евдокимова и N.Ô. Щенков (53) 621.357.7:669.234 24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 373328, кл. С 25 D 3/56, 1970.

Патент США Ф 4564426, кл. С 25 0 3/56, опублик. 1986.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитичеекому осаждению сплава палладий — никель.

Цель изобретения — повышение стабильности электролита и уменьшение пористости осадков, Состав готовят растворением исходных солей палладия и никеля (хлористого палладия и сульфата никеля) в ! водном растворе, в который введены требуемые количества моноэтаноламина и сульфата (в качестве проводящей соли). Окончание процесса растворения хлористого палладия хорошо замет„„SU„„1585 1 А 1

2 (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА

ПАЛЛАДИИ вЂ” НИКЕЛЬ (57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава палладий — никель. Цель изобретения — повышение стабильности электролита и уменьшение пористости осадков. Электролит для осаждения сплава палладий — никель содержит, г/л: палладий (по металлу)

10-15; никель (по металлу) 10-35; сульфат аммония (или натрия, или калия) 25-50; моноэтаноламин 70-180; трилон Б 1,5-2,0; алании или глицин (или их смеси) 0,5-2,0; рН 8-9. Повышение стабильности электролита и Ф уменьшение пористости осадков достигаются использованием в качестве комплексообразователей моноэтанолаьшна, трилона Б и аланина или глицина (или ( их смесей). 2 табл. но по переходу цвета электролита от коричневого к зеленому с желтизной.

После доведения рН до требуемого значения серной кислотой (а при введении ее избытка — щелочами калия, натрия или гидроксидом аммония), введения в его состав трилона Б и аланина (или глицина, или их смеси) электролит готов к употреблению.

Условия проведения электролиза: о температура электролита 20-22 С, катодная плотность тока 0,2-0,8 А/дм .

Выбор катодной плотности тока определяется в первую очередь требуемым составом сплава. Электролиз можно вес1585391

1

Патент США

Ф 4564426

12,5

25!

О

25

До рН 7,7 До рН 8,1

1

8,5

70 .2

0,5

8,0

2

8,5

8,1

7,7 ти как на стационарных подвесках, так и с использованием барабанных или колокольных ванн. В качестве анодов используют графит. Аноды отделяют от ка- тодного пространства с помощью керамических диафрагм, анолитом служит водный раствор проводящей соли (той же, что используют при приготовлении рабочего электролита) в концентрации

50-80 г/л.

Корректировку рабочего электролита по содержаиию палладия, никеля и моноэтаноламина проводят на основании анализа рабочего электролита по этим ком-15 понентам (по палладию и никелю) 1-2 раза в смену в зависимости от выработки электролита (не следует допускать снижения содержания металлов. в электролите ниже чем на 5 отн.7.). Коррек тировку электролита по моноэтаноламину проводят значительно реже (см. табл. 1), так как расход моноэтаноламина связан лишь с уносом его деталями. Такие компоненты электролита, как трилон Б 25 и алании (глицин), практически не расходуются в ходе электролиза, потери этих веществ могут быть связаны лишь с уносом электролита деталями.

Концентрационный интервал содержа- 30 ния моноэтаноламина (/0-180 г/л) определяется исходя из необходимости полного перевода ионов палладия и никеля в комплексы состава PdEtm ;. и 2.Ф

NiEtm < (где Etm — моноэтаноламин) и сохранения небольшой (до О, 1 моль/л) концентрации свободного лиганда для

Составы электролитов (I /л) их своис Гва режимы электрол- за и свойства получаемого сплава

Палладий (по металлу)

Никель (по металлу)

Аммоний сульфат

Натрий сульфат

Калий сульфат

Аммоний хлорид

Аммоний гицроксид (аммиак)

Моноэтаноламин

Трилон Б

Алании (глицин) рН обеспечения стабильности состава комплексов этих металлов. Увеличение концентрации моноэтаноламина вьлце 180 г/л, кроме нежелательного увеличения вязкости раствора, не приводит к изменению качества получаемых покрытий.

В качестве проводящих солей могут быть использованы сульфаты щелочных металлов (калия или натрия) или аммония, Концентрация проводящих солей должна быть максимальна в электролите, содержащем минимальные количества со-, осаждаемых металлов (палладия и никеля), — 50 г/л, минимальна в растворе, содержащем максимальные количества комплексов этих металлов, — 25 г/л.

С учетом опыта эксплуатации электролита концентрационный интервал трилона Б ограничен 1,5-2,0 г/л.

Если концентрация аланина (глициt на) меньше 0,5 г/л, качество (порис-. тость) получаемых покрытий ухудшается, а при концентрации этих веществ выше 2 г/л дальнейшее ее повышение не приводит к каким-либо изменениям

I в качестве получаемых осадков, рН электролита поддерживают в интервале 8-9, так как в нем обеспеччвается наибольшая стабильность состава комплексов соосаждающихся металлов.

В табл. 1 представлены составы и свойства предлагаемого электролита, режимы электролиза и свойства получаемого сплава в сравнении с известным.

25-50

70-:80

1,5-:.:, 3

0,5-?,0

8«9 или их смеси рН

Таблица

1

12,5

12,5

12,5

12 5

12 5

12,5

25

50

25

1,5.

8,5

1

8,5

9,0

1

8,5

i 35

1

8,5

1

8,5

1

8,5

1,5

8,5

158539

В табл. 2 представлены результаты сравнительш, х испытаний электро.М литов, содержащих ПАВ-комплексообразователи в различных сочетаниях, на стабильность и осадков, полученных из этих электролитов, на пористость. (все электролизы проводят при катодной плотности тока 0,4 А/дм и температуре 20 С в электролите состава, о г/л: палладий (по металлу) 10; никель (по металлу) 10; сульфат аммония 50; этаноламин 100, рН 8,3).

Пористость покрытий, нанесенных на медь и латунь, опрецЕляют по методу наложения.

Испытания на износостойкость проводят методом истирания на установке, использующей . возвратно-поступательное прямолинейное движение, при трении 20 друг о друга двух образцов, покрытых исследуемым сплавом, при нагрузке

250 г/см . Испытания на электросопротивление проводят на установке по методу скрещенных нитей" при нагруз ке 15 г.

Как видно из данных табл. 1 и 2, стабильность предлагаемого электролита по сравнению с известным (увеличивается в 6-7 раз, порпстость осажца-30 емых покрытий снижается с б до

1,5 мкм, повышается их износостойкость (г на 57).

Одновременное введение в электролит трилона Б и аланина (и/нли глицина)

35 приводит к резкому улучшению стабильПредлагаемый элек . ро и т ь ности электролита при сохранении высокого качества покрытий..

Предлагаемый электролит может быть использован для получения коррозионнои износостойких покрытий с высокими удельными электрическими характеристиками, в частности для замены дорогостоящих золотых Покрытий. формула изобретения

Электролит для осаждения сплава палладий — никель, содержащий соли палладия и никеля., соль серной кислоты и комплексообразователь, о т л ич а ю m и и с я тем, что, с целью повышения стабильности. электролита и уменьшения пористости осадков он

У в качестве солей палладия и никеля содержит хлорид и сульфат соответственI но, в качестве соли серной кислоты— сульфат аммония, калия или натрия, а в качестве комплексообразователя моноэтаноламин, трилон Б и алании или галиции, или их смеси при следующем соотношении компонентов, г/л: . Па тладий (по металлу) 0-15

Никель (по металлу) 10-35

Сульфат аммония, калия или натрия

Моноэтаноламин

Трилон Б

Аланин или глицин, 1585391

Составы электролитов (г/л),их свойства, режимы электролиза и свойства получаемого сплава

Патент США

Ф 4564426

0,4*

0,4

0,4

0,4

24+3

27+2

15+2

15+2

22+3.

1-2

0-1

1-2

1

1-2

2-3

0-1

2,4

2, 4

3,4

3,0

G0

480

480

320

80

+ Осаждение сплава из электролита по прототипу при рекомендуемых максимальных перемешивания электролита. условия электропиза

Катодная плотность тока, А/дм

Температура, С

Состав катодного осадка, Ж Ni.

Свойства покрытий

Пористость, пор/см, при толщине покрытия, мкм:

1,5

6

15 .

Износостойкость, число срабатываний на 1 мкм толщищы

Электросопротивление. (для золота принято за 1)

Срок службы электролита (интервал между корректировками по основному комплексообразователю), дни

Количество электричества, пропускаемого через электролит между корректировками по основному комплексообразователю. А ч/л

18300+600 18400+500 18100+500 18300+500 18600+600

1585391

Продолаение табл.3

11редлагаемый электролит

1,0

26+2

36+2

36+2 26+2

27+2

27+2

25+2

27+2

0-2

0-2

0-1

19000+700 19000+700 18400+600 18800+500 18800+600 18200+700 18600+700 t8800+600

2, 8

3, 2

2, 9

3,2

2,9

2,9

2,9

2,9

75

60

60+5

60+5

460

470

600

480

600

450 470

440 плотностях тока (до 6 A/äì ) возможно лишь при высокой интенсивности

0,4

0-1

О

0,4

Π— 1

О

0,4

0,4

0-1

О

0,4

Π— 1

О

0,4

0,4

0-1

О

0,4

0-1 .0

158539 1

Таблица 2

Номер

Содержание добавок, мг/л

Алании Г

Трилон Б лицин

Составитель Г, Гусева

Техред П,Олийнык, Корректор М. Пожо

Редактор M. Петрова

Заказ 2307 Тираж 557 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям н .открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва., Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбппа r "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

1 0

2 2,0

3 0

4 0

5 0

6 2,0

7 2,0

8 2,0

0 0

0 0

1,0 0.

0 1,0

0 5 0 5

0,5 0,5

1,0 0

0 1,0

Срок службы электролита (интервал между,орректировками по основному комплексообразователю), дни

11

22

Пористость, пор/см, при толцине покрытия, 1,5 мкм

10-1 2

3-4

0-1

0